第十单元跨学科实践活动9探究土壤酸碱性对植物生长的影响教学设计-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

人教版九年级化学下册《跨学科实践活动9探究土壤酸碱性对植物生长的影响》教学设计【教材分析】本实践活动基于多学科知识融合，涉及化学中酸碱度测定、生物中植物生长需求以及地理中土壤分布等内容。教材旨在引导学生跳出单一学科局限，综合运用知识探究实际问题，理解自然环境各要素间相互联系与相互作用，培养学生实践能力与创新思维，为学生提供将理论知识应用于实际生活生产的平台，提升学生对科学研究的兴趣与科学素养。【学情分析】学生已在化学课程中学习酸碱知识，具备一定化学实验操作基础，如溶液配制与酸碱度测定等。在生物学科中也对植物生长基本条件有所了解。然而，跨学科综合运用知识解决实际问题的能力仍有待提高，对于复杂地理环境因素与土壤酸碱性关联认知不足，且在设计长期实验观察与系统分析数据方面缺乏经验。但此阶段学生好奇心旺盛，动手欲望强烈，对探究自然现象背后的科学原理充满热情，具备开展本次实践活动的主观能动性。【教学目标】1.学生能够掌握土壤取样、酸碱性测定的方法，准确测定土壤酸碱度，并能分析实验数据与误差来源。2.了解不同植物生长对土壤酸碱性的要求，通过实验探究确定某种植物适宜生长的pH范围，培养实验设计、观察与分析能力。3.通过小组合作完成实践任务，培养团队协作精神、交流沟通能力与科学探究态度，增强对自然科学与农业生产的关注度。【教学重点】学生能够掌握土壤取样、酸碱性测定的方法，准确测定土壤酸碱度，并能分析实验数据与误差来源。【教学难点】培养实验设计、观察与分析能力。【教学方法】文献法、观察法、问卷调查法、访谈法【教学准备】教师准备：PPT教学课件【教学过程】【新课导入】土壤中发生着各种化学反应。地质条件和生态环境不同，使得土壤的酸碱性存在差异。研究土壤酸碱性对植物生长的影响，对种植业及其发展具有重要意义。引入新课。【探究新知】任务一：测定土壤的酸碱性教师引导学生回顾化学中酸碱度测定的知识，如pH试纸的使用原理。然后布置任务，让学生分组查阅资料，了解土壤取样的地点选择、取样深度、取样量等要求，以及土壤溶液配制的方法与注意事项，整理常见测定土壤酸碱性的方法并比较优劣。各小组汇报查阅结果，教师进行总结补充，确定适合本次实践的土壤取样与酸碱性测定方法，如使用pH试纸进行初步测定，对于精度要求较高的样本再使用pH计测量。学生分组前往校园或附近农田进行土壤取样，带回实验室后按照既定方法配制土壤溶液并测定酸碱性。在实验过程中，教师巡视指导，提醒学生规范操作，如正确使用pH试纸（用玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上，不能直接将试纸放入溶液中等），及时记录实验数据。实验结束后，各小组整理实验数据，计算平均值，分析实验误差产生的可能原因，如土壤样本不均匀、测量过程中溶液被污染等，并撰写实验报告。任务二：探究植物生长适宜的pH学生分组查阅资料，列举不同类型植物（如姜、葡萄、芹菜、西红柿、西瓜、大蒜等）对土壤酸碱性的要求，分析其生长特点与环境适应性，选择一种适合本地生长且易于栽培的植物作为本次探究对象，如大蒜。根据所选植物，小组讨论设计在不同pH土壤环境下种植该植物的实验方案，包括如何调节土壤pH（如添加酸性或碱性物质）、设置pH梯度、准备实验器材与材料等。学生按照实验方案准备不同pH的土壤，将大蒜种子分别种在不同处理的土壤中，做好标记与实验记录准备。教师指导学生在种植过程中控制其他环境变量（如光照、温度、水分等）保持一致，确保实验结果仅受土壤酸碱性影响。学生持续观察记录植物生长情况，为期约一周。各小组分析数据，讨论土壤酸碱性对大蒜生长的影响，确定大蒜适宜生长的pH范围，并撰写实验总结报告，阐述实验结果与结论，分析实验过程中存在的问题与改进措施。任务三：调查我国土壤酸碱性分布我国土壤酸碱性的分布情况南方地区：长江以南的大部分地区土壤多呈酸性或强酸性，如华南、西南地区的红壤、黄壤，pH值在4.5-5.5之间；华中华东地区的红壤，pH值5.5-6.5。这是因为南方温度高、降水多，微生物活跃，产生很多有机酸，且雨水的淋溶作用强，会冲走土壤中的碱性物质，导致土壤酸性增强。北方地区：黄河以北的土壤多呈中性或碱性，华北、西北的土壤大多含CaCO₃，pH值一般在7.5-8.5之间，少数强碱性土壤的pH值高达10.5。北方气候干燥，降雨少，物理风化和化学风化占主导，岩石中的碳酸盐含量高，且缺乏足够的雨水将土壤中的碱性物质冲走，使得土壤以碱性为主。地质、环境等条件对土壤酸碱性的影响气候因素：降水方面，南方降水多，淋溶作用强，土壤中盐基离子等碱性物质易被淋失，使土壤酸性增强；北方降水少，淋溶作用弱，碱性物质积累，土壤多呈碱性。温度上，南方温度高，微生物活动旺盛，分解有机质产生大量有机酸，使土壤酸化；北方温度较低，微生物活动相对较弱，对土壤酸化作用较小。植被类型：南方茂密森林的凋落物多，分解后产生的有机酸等酸性物质多，进入土壤后使土壤酸性增强。北方草原植被覆盖度低，产生的酸性物质少，且草原土壤中碳酸盐等碱性物质相对较多，使土壤呈碱性。地形地貌：在山地、丘陵地区，坡度较大处，土壤侵蚀作用强，土层薄，淋溶作用相对较弱，土壤酸碱性受母质影响大；而在平原地区，土层深厚，土壤发育成熟，受成土因素综合作用时间长，酸碱性更趋稳定和典型。人类活动：农业生产中，过量施用氮肥和磷肥会导致土壤酸化，过量施用钾肥和有机肥则可能导致土壤碱化。工业活动中，工厂排放的废气形成酸雨等酸性降水，会使土壤酸化；而造纸厂等排放的碱性废水，若用于灌溉等，会使土壤碱化。任务四：制订土壤改良方案化学土壤改良是指施用化学改良剂改善酸性土壤和碱性土壤(碱土)理化性质的过程。施用化学改良剂可以改变土壤的酸碱度、土壤溶液和土壤吸收性复合体中盐基的组成。教师引导学生思考土壤酸碱性不适宜植物生长时的应对措施，学生分组查阅资料，了解目前我国农业生产与园艺种植中常用的土壤酸碱性改良剂（如石灰、硫磺粉、硫酸亚铁等）种类、作用原理、适用范围与使用方法。结合之前对家乡农作物种植或家庭花卉种植情况的了解，通过访谈当地农民、园艺师或实地调研自家花园与农田土壤状况，收集实际数据与信息，分析土壤酸碱性是否存在问题以及对植物生长的影响。根据调查分析结果，各小组针对家乡土壤实际情况制定初步的土壤改良方案，包括确定是否需要改良、选择合适的改良剂种类与用量、制定改良剂施用时间与方法、预估改良效果与后续监测计划等内容。各小组展示土壤改良方案，其他小组进行讨论与评价，提出问题与建议。教师进行总结点评，引导学生进一步完善方案，使其更具科学性、可行性与经济性。【展示交流】1.小组展示种植的植物，交流对植物生长与土壤酸碱性关系的认识和实践的体会。2.撰写活动报告，以墙报、讲座或论文等形式进行交流。【课后小结】本次跨学科实践活动通过四个任务的设置，引导学生综合运用化学、生物、地理等多学科知识，深入探究土壤酸碱性对植物生长的影响。从土壤酸碱性测定到植物适宜pH探究，再到土壤分布调查与改良方案制订，学生经历了完整的科学探究过程，在实践中提升了知识运用能力、实验操作技能、团队协作精神与科学思维品质。各小组在展示交流中分享成果与经验，相互学习促进，拓宽了视野，增强了对自然科学与农业生产联系的理解，为今后进一步学习相关学科知识或从事相关领域研究奠定了基础。【板书设计】【课后作业】整理有关资料，撰写活动报告，并与同学交流。【教学反思】亮点：成功整合化学、生物、地理学科知识，打破学科界限，让学生在真实情境中综合运用多学科知识解决问题，培养学生综合素养与跨学科思维，使学生深刻体会到学科知识相互关联与相互支撑的关系。以实验探究和调查研究为核心，从土壤测定到植物种植实验，再到土壤分布调查与改良方案制订，每个任务都注重学生动手实践与自主探究，让学生在实践中获取知识与技能，激发学生学习兴趣与科学探究欲望，培养学生创新精神与实践能力。不足：由于实践活动任务较多且涉及多学科知识与技能的学习应用，教学时间安排较为紧张，部分小组